Correction

Classe de 1ère S DS N°6bis Correction 1 G (mS) VOH-(aq) Veq

CORRECTION DU DS N°6-bis

Exercice n°1 : Minin perceuse : 7pts

1) Le rendement est donné par la formule : 0.38 0 . 8 0 . 3 = = = = e u reçue utile P P P P

η

Le rendement de la perceuse est donc de 38 %

2) On sait que la puissance électrique reçue peu être exprimée par :

Pe = U*I d’où A U P I e 1 . 1 2 . 7 0 . 8 ₌ = =

3) Pour calculer la puissance dissipée par effet Joule, on utilise la formule : W

I R

P_J = * ²=1.8*1.1² =2.2

Pour l’énergie dissipée, il faut multipliée la puissance par le temps. or ∆t =15min=9.0*102s. J t P WJ J 3 2 10 * 2 . 2 10 * 0 . 9 * 2 . 2 *∆ = = =

Pour la convertir en kilowattheure : WJ= ₆ 4kWh 3 10 * 1 . 6 10 * 6 . 3 10 * 2 . 2 _{= −} 4) Bilan énergétique : 5) Schéma énergétique :

D’après le bilan écrit ci-dessus, on a : PP = Pe – ( PJ + Pu) = 8.0 - ( 2.2 + 3.0) = 2.8 W 6) Schéma électrique :

Exercice n°2 : teneur en acide sulfamique d’un détartrant pour cafetière : 6pts

1) Equation de dissolution : NH2-SO3H(s)
NH2-SO3 -(aq) + H + (aq) L’ion qui sera dosé ici sera l’ion H+(aq) 2) Dosage :

a. Courbe du dosage :

b. Forme de la courbe :

Au début on a des ions H+ dans le bécher, ils ont une grande conductivité donc la conductance est élevée.

On verse alors OH- pour faire réagir H+ est fabriquer de l’eau

donc G diminue fortement. A l’équivalence tous les réactifs sont consommés, on a de l’eau dans le bécher avec des ions spectateurs (conductance minimale). On rajoute alors des ions OH- en excès alors la

conductance réaugmente.

-

+

Puissance mécanique utile : Pu

Pe = Pu + PJ + PP

Moteur Puissance thermique : PJ

Pertes électromagnétiques : PP

I UG

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c. Donc le volume équivalent correspond au minimum de conductance, c'est-à-dire à l’intersection des deux droites : Veq = 8.0 mL.

3) Tableau d’avancement :

Equation de la réaction H+(aq) + OH

-(aq)
H2O(l)

Etat du système Avancement

EI 0 Ca*Va Cb*Vb excès

En cours x Ca*Va - x Cb*Vb - x excès

A l’équivalence xE Ca*Va – xE = 0 Cb*Vb – xE = 0 excès

4) La concentration de la solution d’acide sulfamique est la même que la concentration des ions H+(aq) dosé ci-dessus :

On a xE = Ca*Va = Cb*VbE d’où Ca = mol L

Va Vb Cb E / 10 * 6 . 1 10 * 100 10 * 0 . 8 * 020 . 0 * 3 3 3 − − − = =

5) Pour avoir la masse d’acide sulfamique on utilise les formules n = C*V et n= M

m

ce qui donne : m = Ca*Va*M = 1.6*10-3 * 100*10-3 * (14.0+3*1.00+32.1+3*16.0) =1.6*10-2 g

6) La teneur en acide sulfamique du détartrant est donc : % = *100=16%

départ dosé m

m

Exercice n°3 : Vérification de la valeur d’une concentration : 7pts

1) Concentration de la solution de permanganate de potassium :

L mol V n c mol KMnO M KMnO m n / 10 * 0 . 2 0 . 3 10 * 98 . 5 10 * 98 . 5 ) 16 * 4 9 . 54 1 . 39 45 . 9 ) 4 ( ) 4 ( 2 2 2 − − − = = = = + + = = 2) Equation de dosage : MnO4 -(aq) + 8H + + 5e- = Mn2+(aq) + 4 H2O(l) 2 S2O3 2-(aq) = S4O6 2-(aq) + 2 e -) ( 2 6 4 (l) 2 (aq) 2 ) ( 2 3 2 (aq) -4

16H

1

0

2Mn

8

H

O

5

2MnO

+

+

S

O

=

+

+

S

O

3) L’équivalence d’un dosage, c’est quand la totalité des réactifs dans le bécher est consommée. 4) Tableau d’avancement :

5) D’après la troisième ligne du tableau d’avancement : xE = 10 * 2 V * CO OE =CR VR d’où mL C V C V O R R OE 20 10 * 0 . 2 * 10 10 * 20 * 10 . 0 * 2 * 10 * * 2 3 3 = = = ₋ −

6) Si le volume équivalent est de 21.6 mL alors :

L mol V V C C OE R R O 1.9*10 / 10 * 6 . 21 * 10 10 * 20 * 10 . 0 * 2 * 10 * * 2 2 3 3 − − − = = =

7) On repère l’équivalence par la coloration de la solution du bécher en violet (les ions permanganate seront alors en excès). Equation ( ) _{2 (l)} 2 6 4 (aq) 2 ) ( 2 3 2 (aq) -4 10 16H 2Mn 5 8H O 2MnO + S O − aq + + = + + S O − aq +

Etat du système Avancement (x en mol) Initial

x = 0 CO*VO CR*VR excès 0 0 excès

Au cours de la

transformation x CO*VO – 2x CR*VR – 10x excès 2x 5x excès

A l’équivalence xE 0 0 excès 2xE 5xE excès

×2 ×5